DE977505C

DE977505C - Stroemungskupplung mit Fuellungsregelung

Info

Publication number: DE977505C
Application number: DEP36619D
Authority: DE
Original assignee: JM Voith GmbH
Current assignee: JM Voith GmbH
Priority date: 1949-03-13
Filing date: 1949-03-13
Publication date: 1966-09-29

Description

Strömungskupplung mit Füllungsregelung Die Erfindung bezieht sich auf eine Strömungskupplung mit einer Einrichtung zum Regeln der Füllung des Arbeitsraumes der Kupplung durch beliebig wählbare Einstellung des Flüssigkeitsspiegels in einem umlaufenden, mit dem Arbeitsraum der Kupplung in Verbindung stehenden Behälter mittels eines verstellbaren Schöpfrohres, bei der die Einrichtung zur Füllungsregelung aus einem axial neben dem Arbeitsraum der Kupplung angeordneten, mit der Kupplung umlaufenden Behälter, dessen Außendurchmesser etwa dem Außendurchmesser des Arbeitsraumes der Kupplung entspricht und der mit diesem nach Art kommunizierender Gefäße verbunden ist, sowie aus dem verstellbaren Schöpfrohr besteht und bei der eine Fülleinrichtung eine bestimmte Durchsatzmenge liefert.
Die Erfindung betrifft eine zweckmäßige Weiterbildung einer derartigen regelbaren Strömungskupplung.
Gemäß der Erfindung wird zur Erhöhung der Steuerfähigkeit das zum Entleeren der Kupplung dienende Schöpfrohr mit der Fülleinrichtung (Füllpumpe, Hochbehälter) bzw. mit einem in der Füllleitung eingebauten Einlaßventil derart gekuppelt, daß gleichzeitig mit dem Erreichen der äußersten Schöpfrohrstellung die weitere Zufuhr des Betriebsmittels zum Arbeitskreislauf abgestellt wird.
Weiterhin ist gemäß der Erfindung vorgesehen, das zum Entleeren der Kupplung dienende Schöpfrohr mit der Fülleinrichtung bzw. mit einem in der Fülleitung eingebauten Einlaßventil derart zu kuppeln, daß gleichzeitig mit dem Erreichen der innersten Schöpfrohrstellung durch Zuschalten einer Zusatzpumpe bzw. durch Einstellen des Einlaßventils auf eine größere Öffnung eine zusätzliche Fördermenge eingestellt wird.
Zur Erhöhung der Ansprechgenauigkeit, also zur Verkürzung der Ansprechzeit der Kupplung, kann hierbei die Verstellung des Einlaßventils in nachgiebiger Weise (kraftschlüssig), etwa durch Feder-und Ölbremse, mit derjenigen für das Schöpfrohr gekuppelt sein, derart, daß bei jeder Bewegung im Sinne einer Vergrößerung oder Verkleinerung der Füllung das Einlaßventil zunächst stärker öffnet bzw. stärker schließt und erst dann wieder allmählich in die Normalstellung zurückgeht.
Die Erfindung ist in der Zeichnung in einigen Ausführungsbeispielen dargestellt.
Abb. I zeigt einen Schnitt durch eine Kupplung gemäß der Erfindung, Abb. 2 eine Ausführung mit Hochbehälter, Kühler und Lecköltank und die Abb. 3 und 4 weitere Einzelheiten hierzu.
Nach Abb. I ist an die Motorwelle I die Schale 2 angeflanscht, mit der das Pumpenrad 3 und die Schale 4 verschraubt sind. Das Turbinenrad 5 sitzt auf der Abtriebswelle 6. In dem feststehenden Gehäuse 7 ist das Schöpfrohr 8 mit dem Zapfen g um die Achse Io drehbar gelagert. Das Schöpfrohr greift in die durch die Schale 4 und die Rückwand des Pumpenrades 3 gebildete Schöpfrohrkammer II ein. Diese steht mit dem Arbeitsraum der Kupplung über den Ringraum I2 und die Öffnungen I3 im Pumpenrad in Verbindung. Über den Stutzen 14 und die durch ein Einlaßventil I6 gesteuerte Leitung I5 wird dem Arbeitsraum der Kupplung die Betriebsflüssigkeit zugeführt. Das Einlaßventil I6 ist ringscheibenförmig ausgebildet und um die Kupplungsachse drehbar. Die Nabe I7 des Pumpenrades ist in den Arbeitsraum der Kupplung hineingezogen und bildet dort die unmittelbar innerhalb der Pumpenschaufeln I8 liegenden radialen Einlaßöffnungen I9, so daß die durch die Leitung I5 zufließende Betriebsflüssigkeit direkt in die Pumpenbeschaufelung einströmen kann. Die Pumpenschaufeln I8 sind kürzer als die Turbinenschaufeln 2o ausgeführt, um so für die eingezogene Nabe I7 Platz zu gewinnen. Die äußeren Schaufelenden des Pumpen- und des Turbinenrades sind, wie ersichtlich, ohne Wandung ausgeführt. Die Stirnfläche der Nabe I7 dient außerdem als Staufläche zur Drosselung des Flüssigkeitsumlaufs in der Kupplung bei großem Schlupf.
In der gezeigten äußersten Stellung des Schöpfrohres wird die gesamte Betriebsflüssigkeit aus der Kupplung durch das Schöpfrohr und dessen hohlen Drehzapfen herausgepumpt und nach außen etwa in einen feststehenden Behälter abgeführt, aus dem sie etwa durch eine nicht dargestellte kräftige Füllpumpe über die Zuleitung I5 dem Kreislauf bei Bedarf wieder zugeführt wird. Das Einlaßventil I6 ist über einen Nocken 2I mit dem Drehschöpfrohr gekuppelt, derart, daß sich bei einer Einwärtsdrehung des Schöpfrohres das Einlaßventil öffnet und sich der Arbeitsraum der Kupplung füllt. Bei völlig nach innen gedrehtem Schöpfrohr, wobei sich dieses etwa in eine Vertiefung des Schöpfrohrgehäuses einlegt, erreicht die Kupplung ihren höchsten Füllungsgrad.
Bei dem in Abb. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Schöpfrohrkammer II zwischen dem Turbinenrad 5 und der mit dem Pumpenrad verbundenen Schale 22 angeordnet, und zwar unter Fortlassung einer das Turbinenrad unmittelbar umhüllenden Schale. An der Schale 22 sind Schaufeln 23 befestigt, die zur Mitnahme der Flüssigkeit in der Schöpfrohrkammer dienen. Das Schöpfrohr 8 fördert die von ihm erfaßte Flüssigkeit in einen Hochbehälter 24, der durch das als Pumpe wirkende Schöpfrohr 8 gefüllt und unter Druck gehalten wird. Zur Aufnahme von Leckverlusten ist ein Ölsumpf 25 angeordnet, aus dem das Lecköl durch einen Ejektor oder eine kleine Leckölpumpe 26 ebenfalls nach dem Hochbehälter gefördert wird. Der Ejektor ist in die vom Schöpfrohr 8 durch einen Kühler 27 zum Hochbehälter 24 führende Leitung eingebaut und wird durch die vom Schöpfrohr geförderte Flüssigkeit betrieben. Um beim Stillsetzen des Antriebsmotors ein Rücklaufen des Öls aus dem Hochbehälter zu vermeiden, ist die Leitung 28 so an den Hochbehälter angeschlossen, daß das Öl von oben her in den Behälter einströmt. Die Zulaufleitung 2g vom Hochbehälter zum Arbeitsraum der Kupplung ist wiederum durch ein Einlaßventil I6 gesteuert, das mit dem Verstellhebel 3o betätigt wird oder in geeigneter Weise - etwa wie oben beschrieben - mit dem Verstellhebel 3I für das Schöpfrohr 8 gekuppelt sein kann.
In Abb. 3 ist gezeigt, wie etwa der Verstellhebel 3I des Schöpfrohres mit dem Einlaßventil I6 zu verbinden ist, um gleichzeitig mit dem Endhub des Schöpfrohres in beiden Richtungen eine Betätigung des Einlaßventils I6 zu erreichen. Wie ersichtlich, ist hierfür der Verstellhebel 3I mit einem Nocken 32 versehen, der in der gezeigten Mittelstellung für mittlere Füllung zwischen zwei mit dem ebenfalls in Normalstellung befindlichen Einlaßventil verbundenen Anschlägen 33 und 34 liegt. Bei der Bewegung des Verstellhebels in den Bereich der Endlagen (auf große Füllung bzw. auf Entleerung) verstellt der Nocken 32 über den einen bzw. den anderen der beiden Anschläge 33 und 34 das Einlaßventil I6 so, daß es weiter oder gänzlich schließt bzw. weiter oder gänzlich öffnet.
Abb.4 zeigt eine nachgiebige Verbindung zwischen Schöpfrohr und Einlaßventil. Mit dem Schöpfrohrzapfen g ist ein Verdränger 35 verbunden, der mit einem Verdrängergehäuse 36 zusammenarbeitet. Im Verdränger 35 ist eine Drosselbohrung 37. Eine Verzahnung 38 außen am Verdrängergehäuse 36 greift in eine entsprechende Verzahnung 39 auf dem Einlaßventil 16 ein. Bei einer Verdrehung des Schöpfrohres in der einen oder anderen Richtung wird zunächst das Verdrängergehäuse und mit ihm das Einlaßventil mitgenommen, um dann unter der Wirkung der Feder 40 bzw. 4I wieder in die normale Ausgangsstellung zurückgedreht zu werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Strömungskupplung mit einer Einrichtung zum Regeln der Füllung des Arbeitsraumes der Kupplung durch beliebig wählbare Einstellung des Flüssigkeitsspiegels in einem umlaufenden, mit dem Arbeitsraum der Kupplung in Verbindung stehenden Behälter mittels eines verstellbaren Schöpfrohres, bei der die Einrichtung zur Füllungsregelung aus einem axial neben dem Arbeitsraum der Kupplung angeordneten, mit der Kupplung umlaufenden Behälter, dessen Außendurchmesser etwa dem Außendurchmesser des Arbeitsraumes der Kupplung entspricht und der mit diesem nach Art kommunizierender Gefäße verbunden ist, sowie aus dem verstellbaren Schöpfrohr besteht und bei der eine Fülleinrichtung eine bestimmte Durchsatzmenge liefert, dadurch gekennzeichnet, daß das zum Entleeren der Kupplung dienende Schöpfrohr (8) mit der Fülleinrichtung (Füllpumpe, Hochbehälter) bzw. mit einem in der Fülleitung eingebauten Einlaßventil (16) derart gekuppelt ist, daß gleichzeitig mit dem Erreichen der äußersten Schöpfrohrstellung die weitere Zufuhr des Betriebsmittels zum Arbeitskreislauf abgestellt wird.
2. Strömungskupplung mit einer Einrichtung zum Regeln der Füllung des Arbeitsraumes der Kupplung durch beliebig wählbare Einstellung des Flüssigkeitsspiegels in einem umlaufenden, mit dem Arbeitsraum der Kupplung in Verbindung stehenden Behälter mittels eines verstellbaren Schöpfrohres, bei der die Einrichtung zur Füllungsregelung aus einem axial neben dem Arbeitsraum der Kupplung angeordneten, mit der Kupplung umlaufenden Behälter, dessen Außendurchmesser etwa dem Außendurchmesser des Arbeitsraumes der Kupplung entspricht und der mit diesem nach Art kommunizierender Gefäße verbunden ist, sowie aus dem verstellbaren Schöpfrohr besteht und bei der eine Fülleinrichtung eine bestimmte Durchsatzmenge liefert, insbesondere nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das zum Entleeren der Kupplung dienende Schöpfrohr (8) mit der Fülleinrichtung (Füllpumpe, Hochbehälter) bzw. mit einem in der Fülleitung eingebauten Einlaßventil (16) derart gekuppelt ist, daß gleichzeitig mit dem Erreichen der innersten Schöpfrohrstellung durch Zuschalten einer Zusatzpumpe bzw. durch Einstellen des Einlaßventils auf eine größere Öffnung eine zusätzliche Fördermenge eingestellt wird.
3. Strömungskupplung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhöhung der Ansprechgenauigkeit (Verkürzung der Ansprechzeit) die Verstellung des Einlaßventils (16) in nachgiebiger Weise (kraftschlüssig), etwa durch Feder (40, 41) und Ölbremse (35, 36, 37), mit derjenigen für das Schöpfrohr gekuppelt ist, derart, daß bei jeder Bewegung im Sinne einer Vergrößerung oder Verkleinerung der Füllung das Einlaufventil zunächst weiter öffnet bzw. schließt und dann allmählich in die normale Ausgangsstellung zurückgeht (Abb. 4). In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 556 351, 652 784, 657 563, 719 548 schweizerische Patentschriften Nr. 22o 82i, 236 o77; Zeitschrift »Glückauf«, 81.l84. Jahrgang, 1948, S.644, 646, 68i. In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 97661.2.